山區(qū)公路水土保持措施設(shè)計

張 旭，王 偉，張樹華

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林長春130021）

山區(qū)公路水土保持措施設(shè)計

張 旭，王 偉，張樹華

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林長春130021）

根據(jù)荒溝抽水蓄能電站，上下庫連接公路工程所在項目區(qū)氣候特點及工程形成的坡面立地條件，選取適合本區(qū)域的植物對坡面進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，減少坡面裸露帶來的水土流失，以形成坡面人工修復(fù)及植被自然演替銜接合理，并在生長過程中免管護(hù)，達(dá)到自然、和諧、經(jīng)濟(jì)的目的。

山區(qū)公路；立地條件；水土保持

1 工程概況

荒溝抽水蓄能電站位于黑龍江省牡丹江市海林市三道河子鎮(zhèn)境內(nèi)，牡丹江支流三道河子下游。南鄰二道河，北接林口縣，東依鍋盔山，西傍蓮花湖。距牡丹江市145 km（公路里程），距蓮花水庫電站壩址43 km（公路里程）。

荒溝抽水蓄能電站樞紐工程為一等大（1）型工程。永久性主要水工建筑物為1級建筑物。電站裝機容量1 200 MW。電站下水庫位于牡丹江干流，利用已建的蓮花水電站水庫。

荒溝電站工程的建設(shè)，對當(dāng)?shù)氐乃帘３稚鷳B(tài)環(huán)境會產(chǎn)生一定的不利影響。上下水庫連接公路總里程8.6 km。公路邊坡多為全開挖形式，局部為半挖半填、填方。

2 坡面條件分析

人工坡面的地質(zhì)特征取決于當(dāng)?shù)氐牡貙訔l件和地質(zhì)構(gòu)造，對生態(tài)恢復(fù)工程產(chǎn)生影響的坡面地質(zhì)特征主要是坡面的穩(wěn)定情況和邊坡的坡度。

坡面地質(zhì)特征：道路兩側(cè)邊坡上部覆蓋層厚主要由腐殖土、碎石混合土和混合土碎石組成。基巖為白崗花崗巖。沿線開挖邊坡由全、強風(fēng)化巖組成，局部路段邊坡，有弱風(fēng)化白崗花崗巖裸露。

道路邊坡開挖及回填過程中使得原有的地表植被及土壤受到徹底破壞，除了坡頂處有少部分原來土壤和植被殘留外，其他坡面部位都沒有原來土壤和植物留存。依靠原有土壤中保存的有機質(zhì)及當(dāng)?shù)刂参锓N子資源，依靠自然環(huán)境恢復(fù)植被時間漫長且渺茫。坡面長期裸露且受風(fēng)雨的侵蝕，不僅導(dǎo)致水土流失的發(fā)生，且最終導(dǎo)致邊坡表層不穩(wěn)定。

2.1 氣候特點

工程區(qū)屬于溫帶大陸性季風(fēng)濕潤氣候區(qū)。氣候特點為：四季分明，春季風(fēng)大干旱，夏季短暫多雨，秋季冷涼霜早，冬季漫長寒冷。

根據(jù)荒溝水文站和牡丹江市氣象站 1952～2002年51年資料進(jìn)行統(tǒng)計：

多年平均氣溫3.2℃，極端最高氣溫37.5℃，極端最低氣溫-45.2℃。年平均風(fēng)速2.6 m/s，年最大風(fēng)速24 m/s，主風(fēng)向WNW。

多年平均降水量576.8mm，降水量年內(nèi)分配不均，主要集中在6～9月份，占年降水的82%。年最大降雨量為778 mm（1960年），年最小降雨量為426 mm（1982年），24 h最大降雨量為134mm，12 h最大降雨量為116mm，6 h最大降雨量為90.5 mm，1 h平均最大降雨量25 mm。多年平均蒸發(fā)量771.6 mm。不小于10℃活動積溫2 100～2 500℃，年日照時數(shù)2 540 h，太陽總輻射120千卡/cm2。相對濕度40%～60%，無霜期短，初霜一般在9月下旬，最早9月8日。

據(jù)調(diào)查了解，該工程區(qū)范圍內(nèi)不存在島狀多年凍土。本區(qū)為季節(jié)凍土區(qū)，最大凍土深度191 cm。

2.2 土壤特點

荒溝電站上水庫庫區(qū)及庫周的土壤類型可分為暗棕壤和沼澤土兩類。其中暗棕壤分布占98%，沼澤土只占2%。該工程區(qū)域中土壤類型大部分屬于暗棕壤。

暗棕壤屬濕潤地區(qū)針闊葉混交林下發(fā)育成的地帶性土壤，主要分布在300～700 m的低山丘陵地帶。該土壤為中性土壤，含有不同數(shù)量的碎石，土層厚度在25～60cm之間，表層有機質(zhì)含量較高（在4%左右），但土壤內(nèi)養(yǎng)分含量較低，且質(zhì)地較粗，故不適宜農(nóng)墾，可發(fā)展林業(yè)生產(chǎn)。

綜上所述，本工程區(qū)域的特點可總結(jié)為：

1）坡度陡、坡面高。

2）坡面土層薄或無土層，養(yǎng)分缺乏，土壤硬度高。

3）工程區(qū)寒冷，易形成凍害，無霜期較短。

3 植被類型

3.1 地帶性植被

張廣才嶺地貌形態(tài)復(fù)雜，地形條件多樣，自然條件豐富，植物種類眾多，植被區(qū)系類型以溫帶分布為主，特有分布少．主要森林植被類型為針闊葉混交林，是東亞針闊葉混交林的分布中心，占據(jù)了山系的大部分地區(qū)。受多年自然及人為干擾的影響，森林群落主要以次生林為主，包括白樺林、落葉闊葉林、雜木林、紅松闊葉林以及蒙古櫟林等多種類型。喬木樹種以紅松、白樺、紫椴和蒙古櫟等為主；灌木植物以忍冬、毛榛子、胡枝子等為優(yōu)勢種；草本植物多以莎草、羊胡子苔草、山茄子、木賊、蕨等為主。

該項目區(qū)域地處張廣才嶺北部，屬低山丘陵區(qū)，山頂呈饅頭狀，地形坡緩，溝谷和沖溝發(fā)育。因受氣候、地形、海拔等因素影響，植被種類較少，垂直分布明顯，植被種群屬長白山植物區(qū)系，地帶性植被為針闊葉混交林。

經(jīng)實地調(diào)查區(qū)域內(nèi)植被為自然植被和人工植被兩大類。林草覆蓋率為70%～90%。主要植被種類及分布特點見表1。

3.2 區(qū)域性植被

項目區(qū)位于黑龍江省牡丹江市海林市三道河子鎮(zhèn)境內(nèi)，所在板橋林場為柴河林業(yè)局管轄范圍，植物區(qū)系為小興安嶺——張廣才嶺亞區(qū)。其代表植被為紅松闊葉混交林。其原生林型屢遭破壞，衍生各類次生林。喬木樹種有紅松、云杉、冷杉、落葉松、水曲柳、黃菠蘿、胡桃楸、椴、大青楊、榆、楓樺、黑樺、白樺、柞樹、蒙古櫟、色木槭等。亞喬木有花楷子、青楷子、山槐、偃松、山桃、赤楊、稠李、丁香、山丁子、山梨等[1]。灌木有榛子、胡枝子、刺五加、珍珠梅、野玫瑰、杜鵑等。藤本植物有山葡萄、北五味子、軟棗獼猴桃等。林下有小葉樟、羊胡子苔草、毛緣苔草、烏蘇里苔草、木賊、蕨類等。

表1 主要植被種類及分布特點

4 植被選擇

4.1 工程區(qū)條件對植被選擇要求

氣候因子中，氣溫和降水對護(hù)坡植被的影響最為顯著。該工程中氣溫因子的影響，主要表現(xiàn)為護(hù)坡植物能否安全越冬，在邊坡植物防護(hù)工程中選用本地物種或耐寒物種，則氣溫的影響可以被忽略；降水因子的影響，主要表現(xiàn)為護(hù)坡植物能否發(fā)芽、返青、正常生長發(fā)育以及坡面建植的后期管護(hù)上，在選擇物種上應(yīng)選擇本地物種或耐旱植物；初霜期的影響，主要表現(xiàn)為影響植被恢復(fù)工程的施工時間。植被恢復(fù)工程尤其是三維植被網(wǎng)及厚層基質(zhì)噴附作業(yè)后，應(yīng)保證在初霜期前的一段時間內(nèi)就停止施工，以保證植物不受霜打而能越冬存活。該工程區(qū)域中，氣溫低、降雨小、初霜期早及坡度陡，是制約該工程區(qū)邊坡植被修復(fù)工程成敗的關(guān)鍵。此外尤其要關(guān)注一些災(zāi)害性生態(tài)因子，如極端低溫、極端高溫、極端干旱、小陽春等。

4.2 植被選擇原則

1）適地適樹（草）的原則。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、基本植被類型、植被立地條件等原則進(jìn)行植被選擇。當(dāng)?shù)刂脖豢剐詮?，種苗易購易成活，以鄉(xiāng)土樹種為主來確定林草措施的基本類型，盡量達(dá)到成活后免管護(hù)、對病蟲害有一定抗性的穩(wěn)定植物群落。

2）灌草結(jié)合、豆科與禾本科綜合配置。灌草結(jié)合的種植方式可充分利用光、水、熱條件，快速建植坡面生態(tài)植被，保證坡面綠化的中長期效果，防止植被退化，延續(xù)和提高水土保持功能；豆科與禾本科植物綜合配置，有利于發(fā)揮種間優(yōu)勢，互惠互利，以草養(yǎng)草(如紅豆草+其他禾草)，同時加入先鋒或保護(hù)草種(如多年生黑麥草)，利用其萌發(fā)早、生長迅速的習(xí)性，促進(jìn)保護(hù)主體草種的萌發(fā)。

3）植物配置主次分明，疏落有致。植物配置的空間，無論平面或立面，都要根據(jù)植物的形態(tài)、高低、大小、落葉或常綠、色彩、質(zhì)地等變化，做到主次分明、疏落有致，充分發(fā)揮其水土保持及綠化美化作用。達(dá)到植物與其周圍自然環(huán)境以及蓮花水庫的和諧、自然的景象。

4）突出植物季相變化，季季有特色。該區(qū)域植被恢復(fù)本著“自然和諧”的基本原則，以打造園林式景觀道路為目標(biāo)，在苗木選擇上要突出植物季相變化，即春花、夏葉、秋色、冬枝，多種植物栽培，喬、灌、藤、草本植物綜合應(yīng)用，比例協(xié)調(diào)，空間組合合理，形態(tài)色彩搭配錯落有致。

5）在確定樹種時所選擇的苗木材料應(yīng)有充足的來源，盡量避免長途運輸及大量調(diào)運外地苗木。

4.3 選定植被

依據(jù)工程立地條件及上述植被選擇原則，在查閱地方資料及走訪苗圃實地考察和咨詢的基礎(chǔ)上，選定下列苗木進(jìn)行植被修復(fù)工程。喬木包括：油松、赤松、樟子松、紅松、沙松、云杉、冷杉、紅豆杉、落葉松、紫椴、糠椴、垂柳、旱柳、垂爆109柳、水曲柳、白樺、銀中楊、蒙古櫟、花揪、山丁子、山桃稠李、五角楓、茶條槭、擰筋槭、山杏、紅葉臭椿、金葉榆、核桃揪、黃菠蘿、山槐、皂莢；灌木植被包括：連翹、暴馬丁香、小葉丁香、忍冬、四季錦帶、紅王子錦帶、榆葉梅、紫穗槐、胡枝子、沙棘、衛(wèi)矛、落新婦、金露梅、紅瑞木、映山紅（金達(dá)萊）、野刺玫、金雀錦雞兒、大葉小檗、山梅花、接骨木、金銀木、珍珠梅、繡線菊、水蠟樹、沙棘、五味子；宿根花卉包括：馬蓮、野罌粟、宿桶野菊花、萱草、鳶尾、景天；攀爬植物包括：南蛇藤、三葉地錦、五葉地錦、野葡萄、爬地柏；草種包括：紫花苜蓿、黑麥草、扁葉冰草、白三葉、早熟禾、小冠花、紫羊茅、狼尾草、紅毛羊胡子草、野百合。

5 結(jié)語

工程綜合考慮項目區(qū)氣候條件及土壤條件，并結(jié)合開挖形成的裸露面立地條件的分析，在充分分析地帶性植被及區(qū)域性植被的基礎(chǔ)上，根據(jù)選取適合工程區(qū)域及立地條件的植被，依據(jù)適地適樹（草）、灌草結(jié)合、豆科與禾本科綜合配置、植物配置主次分明，疏落有致、突出植物季相變化，季季有特色及在確定樹種時所選擇的苗木材料應(yīng)有充足的來源，盡量避免長途運輸及大量調(diào)運外地苗木的原則，在走訪當(dāng)?shù)馗浇缙缘幕A(chǔ)上，選取能被工程所用的植被。

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1002－0624（2016）11－0055－03

2016-05-26